DE2123128B2 - Device for regulating the movement of a Einspntzelementes in an injection molding machine - Google Patents

Device for regulating the movement of a Einspntzelementes in an injection molding machine

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Bewegung eines Einspritzelementes bei einer Spritzgießmaschine mit einer Antriebsvorrichtung zum Bewegen des Einspritzelementes im Innern eines Einspritzzylinders, mit einem Meßwertwandler zum Erzeugeneines dem Weg des Einspritzelementes proportionalen elektrischen Signals (Ist-Wert) und mit einer Vergleichs- und Steuervorrichtung zum Vergleichen des vom Einspritzelement zurückgelegten Weges (Ist-Wert) mit einem eingegebenen Soll-Weg (Soll-Wert) und zum Erzeugen eines Fehlersignals in Abhängigkeit von der Differenz des vom Einspritzelement zurückgelegten Weges (Ist-Wert) zum eingegebenen Soll-Weg (Soll-Wert) und zu einem dem Fehlersignal entsprechenden Steuern des Weges des Einspritzelementes während dessen nächstfolgender Bewegung.The invention relates to a device for regulating the movement of an injection element in a Injection molding machine with a drive device for moving the injection element inside a Injection cylinder, with a transducer for generating a path of the injection element proportional electrical signal (actual value) and with a comparison and control device for comparison the path covered by the injection element (actual value) with an entered target path (target value) and for generating an error signal as a function of the difference in from the injection element covered distance (actual value) to the entered target distance (target value) and to one of the Error signal corresponding control of the path of the injection element during the next following one Move.

Bei Spritzgießmaschinen wird normalerweise Kunststoff in granuliertem oder pulvrigem Zustand an einem Ende eines Spritzzylinders eingegeben. Der Einspritzzylinder weist ein Einspritzelement in Form einer drehbaren und verschiebbaren Plastifizierschnecke auf, um den Kunststoff zu mischen und mit oder ohne von außen aufgebrachte Wärme zu erweichen, bis der Kunststoff einen viskosen, zusammenhängenden und fließenden Zustand erreicht hat, woraufhin er in eine geschlossene Form zum Formen des gewünschten Gegenstandes eingespritzt werden kann. Im Verlaufe der Umwandlung des Kunststoffes in c ne viskose, zusammenhängende Masse wird die Schnecke innerhalb des Einspritzzylinders in Drehung versetzt, um dadurch den Kunststoff durch physikalische Bearbeitung aufzuheizen. Während die Schnecke das Ma-In injection molding machines, plastic is usually used in a granulated or powdered state entered at one end of an injection cylinder. The injection cylinder has an injection element in the form a rotatable and displaceable plasticizing screw to mix the plastic and with it or softening without externally applied heat until the plastic becomes viscous, cohesive and has reached flowing state, whereupon it turns into a closed shape for shaping the desired object can be injected. In the course of the transformation of the plastic into c ne viscous, coherent mass, the screw is set in rotation within the injection cylinder, in order to heat up the plastic through physical processing. While the snail is

terial plastifiziert, wird die Schnecke auch gleichzeitig axial innerhalb des Einspritzzylinders in Richtung zum Einspritzende des Zylinders vorgeschoben, wodurch der Einspritzvorgang bewirkt wird- Wenn sich die plastifizierte Materialmeoge vor der Schnecke aufstaut, zwingt sie allmählich die Schnecke nach hinten, bis ein vorher festgelegter Punkt erreicht wird, an dem die Drehung der Schnecke angehalten wird. An diesem Punkt wird dann die Schnecke durch hydraulischen Druck oder auf eine andere Weise vorwärts an-When the plasticized material builds up in front of the screw, it gradually forces the screw backwards until it reaches a predetermined point at which the rotation of the screw is stopped. At this point the screw is then propelled forward by hydraulic pressure or in some other way.

*° getrieben, um da« plastifizierte Material durch eine öffnung am Ende des Einspritzzylinden. in die geschlossene Form hineinzuspritzen.* ° driven to the plasticized material by a Opening at the end of the injection cylinder. in the closed Inject the mold.

Es ist bereits eine Einrichtung zur elektrohydraulischen bzw pneumohydraulischen Steuerung von hy-There is already a facility for electro-hydraulic or pneumohydraulic control of hy-

»5 draulischen Antrieben einer Kunststoffverarbeitunpsmaschine, insbesondere einer Spritzgießmaschine bekannt. Bei dieser Einrichtung gelangt eine Meßwertwandlervorrichtung zum Erfassen des Weges eines Kolbenteiles und zum Erzeugen eines hierzu proportionalen elektrischen Signals, ebenso eine Regelvorrichtung zum Vergleichen des Weges des Verbrauchers mit einer Eingabel-age und zum Erzeugen eines Fehlersignals in Abhängigkeit vom Weg des Verbrauchers und schließlich auch auf das Fehlersignal ansprechende Vorrichtungen zum Regeln des Weges des Verbrauchers während dessen nächstfolgende Bewegung zur Anwendung. Die Regeleinrichtung hat hier die Aufgabe, die gemessenen Ist-Werte an die in einem Programmgeber einprogrammierten Soll-Werte möglichst genau anzupassen. Diese Soll-Werte bestehen hier aus Druck, Temperatur, Wegelänge oder Zeit bzw. Geschwindigkeit des Spritzelementes. Eine Beeinflussung der Geschwindigkeit des Spritzelementes kann hierbei auch durch die ebenfalls auf den Programmgeber zurückgeführte Spannungsänderung eines Wegspannungswandlers in Abhängigkeit des vom Kolben zurückgelegten Weges erfolgen. Bei gefüllter Form erfolgt bei dieser bekannten Einrichtung durch den Druckanstieg in einer Pumpeiidruckleitung in Abhängigkeit des Druckes und der dazu proportionalen Ausgangsgröße eines Druckspannungswandlers eine nochmalige Beeinflussung des Pumpenförderstromes. Durch eine Rückführung des Ausgangssignals des Druckspannungswandlers zum Programmgeber wird hier gleichzeitig ein Druckregelkreis realisiert (Patentschrift Nr. 41 656 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin). Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zum Regeln der Bewegung eines Einspritzelementes bei einer Spritzgießmaschine der eingangs definierten Art zu schaffen, die sich automatisch bei sich änderndem Volumen einer Einspritzform auf dieses Volumen einstellen kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch die Vergleichs- und Steuervorrichtung eine vordere Ist-Endlage des Einspritzelementes nach einem Einspritzhub mit einer einem eingegebenen Wert entsprechenden Soll-Endlage vergleichbar, ein»5 hydraulic drives of a plastics processing machine, in particular an injection molding machine is known. At this facility a Measurement converter device for detecting the path of a piston part and for generating a relative thereto proportional electrical signal, as well as a control device for comparing the path of the consumer with an input age and for generating an error signal depending on the path of the Consumers and finally also responsive to the error signal devices for regulating the Path of the consumer during his next movement to the application. The control device has the task of transferring the measured actual values to those programmed in a programmer Adjust target values as precisely as possible. These target values consist of pressure, temperature and distance or time or speed of the spray element. Influencing the speed of the Injection element can also be dependent on the voltage change of a path voltage converter, which is also traced back to the programmer of the path covered by the piston. When the mold is filled, this known device takes place by the pressure increase in a pump pressure line depending on the pressure and the The output variable of a pressure voltage converter proportional to this has a further influence of the pump flow rate. By feeding back the output signal of the pressure-voltage converter A pressure control circuit is implemented here at the same time as the programmer (patent specification No. 41 656 of the office for inventions and patents in East Berlin). The object on which the invention is based exists therein, a device for controlling the movement of an injection element in an injection molding machine of the type defined at the outset, which automatically change when the volume changes Injection mold can adjust to this volume. According to the invention, this object is achieved by that by the comparison and control device a front actual end position of the injection element after comparable to an injection stroke with a target end position corresponding to an entered value

der Differenz zwischen Ist- und Soll-Endlage entsprechendes Fehlersigna] erzeugbar ist und entsprechend dem Fehlersignal eine hintere Endlage des Einspritzelementes steuerbar veränderbar ist.the difference between the actual and target end position corresponding error signal] can be generated and accordingly the error signal a rear end position of the injection element is controllably changeable.

Es wird also aus einem Ist-Soll-Wert-Vergleich der entsprechenden Eingabegrößen ein Fehlersignal zur Nachregelung der Hublänge für den nächstfolgenden Rückhub abgeleitet, derart, daß unabhängig vom Voiumen de: Spritzgußform nach einer begrenzten Anzahl von Rückhüben des Einspritzelementes die vorher festgelegte vordere Soll-Endlage nach einem Einspritzhub entsprechend dem Eingabe-Soll-Wert eingehalten wird.An actual-target-value comparison of the corresponding input variables turns into an error signal for Adjustment of the stroke length for the next return stroke derived in such a way that it is independent of the volume en: Injection mold after a limited number of return strokes of the injection element before defined front target end position after an injection stroke according to the input target value is adhered to.

Ein entscheidender Vorteil gegenüber der zuvor beschriebenen bekannten Einrichtung besteht darin, daß bei der Vorrichtung nach der Erfindung kein Druckspannungswandler erforderlich 1st, dessen Ausgangsgröße einen weiteren Parameter bei den bekannten Regelungsverfahren darstellt. Auch wird die Verwendung eines eigenen Druckregelkreises mit Rückführung des Ausgangssignals des Druckspannungswandlers zum Programmgeber überflüssig.A decisive advantage over the known device described above is that that in the device according to the invention no pressure voltage converter is required, its output variable represents a further parameter in the known control methods. Also is the Use of its own pressure control circuit with feedback of the output signal of the pressure voltage converter for the programmer superfluous.

Fs sind /war bereits in Verbindung mit Spritzgießmaschinen Meßstrecken ausgeführt worden, bei denen viele Meßpunkte nebeneinander angeordnet sind und digital gemessen wurde. Wenn jedoch nur wenige Meßpunkte vorhanden sind, verbleiben zwischen und außerhalb der Meßpunkte Lücken, so daß man aus diesem Grund nach Meßsystemen gesucht hat, die analoge elektrische Werte liefern (Zeitschrift »Kunststoffe« 1970, Heft 4, Seiten 221 bis 227).Fs are / was already in connection with injection molding machines Measurement sections have been carried out in which many measurement points are arranged side by side and measured digitally. However, if there are only a few measuring points, remain between and gaps outside of the measuring points, so that for this reason one looked for measuring systems that provide analog electrical values (magazine "Kunststoffe" 1970, issue 4, pages 221 to 227).

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht nun darin, daß die Vergleichs- und Steuervorrichtung aus einem digitalen Regelrechner besteht. Um auch eine schnelle Einstellung der Vorrichtung nach der Erfindung auf eine große Volumenänderung der Einspritzform zu erreichen, kann vorgesehen sein, daß das für die steuerbare Veränderung der hinteren Endlage des Einspritzelementes wirksame Fehlersignal einem vielfachen der Soll-End'age entspricht. Es ist somit ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß beispielsweise im Verlaufe des Anlaufens der Spritzgießmaschine das Regelsystem selbsttätig die hintere Endlage des Einspritzelementes während der ersten Arbeitszyklen einstellt, um einen vorher festgelegten Endpunkt in dessen Bewegungsweg am Ende des Einspritzhubes zu erreichen und um die erforderliche Einsprit/menge zu erzielen.A particularly advantageous embodiment consists in that the comparison and control device consists of a digital control computer. To also allow quick adjustment of the device according to the invention to achieve a large change in volume of the injection mold, it can be provided that the error signal effective for the controllable change in the rear end position of the injection element corresponds to a multiple of the target end position. It is thus a distinctive feature of the present Invention that, for example, during the start-up of the injection molding machine, the control system automatically adjusts the rear end position of the injection element during the first work cycles to one to reach a predetermined end point in its path of movement at the end of the injection stroke and in order to achieve the required injection / quantity.

Im folgenden wird die Erfindung ar* Hand einer in der Zeichnung beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert.
Es zeigenIn the following, the invention will be explained in more detail using an embodiment illustrated by way of example in the drawing.
Show it

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Vorrichtung zum Regeln der Bewegung eines Einspritzelementes. F i g. 2 eine graphische Darstellung, in der die Lage des Einspritzelementes als Funktion der Zeit für den Fall aufgetragen ist. bei dem der Anfangspunkt des Einspritzhubes weiter vorne liegt als dies der Fall sein sollte,1 shows a schematic view of the device for regulating the movement of an injection element. F i g. 2 is a graph showing the position of the injection element as a function of time for the Case is applied. in which the starting point of the injection stroke is further forward than this would be the case should,

Fi g. 3 eine graphische Darstellung, in der die Lage des Einspritzelementes als Funktion der Zeit für den Fall aufgetragen ist, bei dem der Anfangspunkt des Einspritzhubes weiter hinten liegt als dies der Fall sein sollte, undFi g. 3 is a graph showing the position of the injection element as a function of time for the Case is plotted in which the starting point of the injection stroke is further back than this would be the case should, and

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Lage des Einspritzelementes als Funktion der Zeit, für den Fall aufgetragen, hei dem de; Anfangspunkt des Einspritzhubes um einen wesentlichen Betrag zu weit vorne liegt, wobei die Korrekturen veranschaulicht sind, die die erfindungsgemäße Vorrichtung in den folgenden Hüben vornimmt.Fig. 4 is a graphic representation of the location of the Injection element as a function of time, plotted for the case, he de; Starting point of the injection stroke is too far ahead by a substantial amount, the corrections illustrated which the device according to the invention performs in the following strokes.

In der Zeichnung, insbesondere in Fig. 1, ist ein Teil einer Spritzgießmaschine 9 veranschaulicht. Die Spritzgießmaschine 9 weist ein Paar von Spritzgießformteilen 10,11 auf, die, wenn sie geschlossen sind, einen Fonnhohlraum 12 formen. Ein Kanal 13 erstreckt sich durch den Spritzgießformteil 10, von dem ίο Fonnhohlraum 12 bis an einen Punkt an der hinteren Außenfläche 14, des Spritzgießformteiles 10. Ein Einspritzzylinder 15, der eine innere kegelstumpfförmig ausgebildete Fläche 16 aufweisen kann, schließt eine Düse 17 ein, die gegen die hintere Außenfläche *5 14 des Spritzgießformteiles 10 anliegend angeordnet ist, und die eine öffnung 18 aufweist, welche die Verbindung mit einem Zwischenkanal 19 in den Einspritzzylinder 15 und dem Kanal 13 im Spritzgieöformteil 11 durch die Düse 17 herstellt.
In dem Einspritzzylinder 15 ist ein Einspritzelement 20 in Form einer Schnecke gleitend verschiebbar angeordnet, deren Zweck darin besteht, den geschmolzenen Kunststoff aus dem vorderen Raum 21 des Einspritzzylinders 15 in den Formhohlraum 12 a5 zu pressen. Wie in F i g. 1 veranschaulicht, weist das Einspritzelement 20 einen langgestreckten Schaft mit einem oder mehreren Schraubengewinden auf, die sich von diesem radial nach außen erstrecken. Das Einspritzelement ist sowohl hin- und herverschieblich als auch drehbar im Inneren des Einspritzzylinders 15 angeordnet und wird mittels emes Zahnrades 22 angetrieben, welches wiederum durch ein Ritzel 23 getrieben wird, das an der Antriebswelle 24 eines Motors 25 angeordnet ist. Das Ritzel 23 ist in langgestreckter Form veranschaulicht, so daß es ständig mit dem Zahnrad 22 in Eingriff steht, welches, wie im folgenden noch genauer beschrieben, sich mit dem Einspritzelement 20 zusammen axial bewegt. Der Motor 25 kann je nach Wunsch entweder elektrisch oder hydraulisch betrieben werden. Obwohl das Einspritzelement 20 als drehbare und hin- und hcrverschiebliche Schnecke veranschaulicht ist, kann es ohne Schraubengänge am Außenumfang ausgebildet sein und kann in Form einer Gleitpassung im Inneren des Ein-Spritzzylinders 15 eingepaßt sein, um lediglich als Einspritzkolben zu arbeiten. An dem Hinterende des Einspriizelementes 20 ist ein Kolben 26 angeordnet, welcher gleitend verschiebbar in einem Zylinder 27 angeordnet ist, an welchem eine Hydraulikpumpe 28 mittels einer Leitung 29 angeschlossen ist, um die zum Einspritzhub nötige Kraft zu erzeugen.In the drawing, in particular in FIG. 1, part of an injection molding machine 9 is illustrated. The injection molding machine 9 has a pair of injection mold parts 10, 11 which, when closed, form a mold cavity 12. A channel 13 extends through the injection mold part 10, from the ίο mold cavity 12 to a point on the rear outer surface 14 of the injection mold part 10. An injection cylinder 15, which can have an inner frustoconical surface 16, includes a nozzle 17 which against the rear outer surface * 5 14 of the injection molded part 10, and which has an opening 18 which connects to an intermediate channel 19 in the injection cylinder 15 and the channel 13 in the injection molded part 11 through the nozzle 17.
In the injection cylinder 15, an injection element 20 in the form of a screw is slidably arranged, the purpose of which is to press the molten plastic from the front space 21 of the injection cylinder 15 into the mold cavity 12 a 5. As in Fig. As illustrated in Fig. 1, the injector member 20 has an elongated shaft with one or more screw threads extending radially outward therefrom. The injection element is arranged in the interior of the injection cylinder 15 so that it can be moved back and forth as well as rotatable and is driven by means of a gear wheel 22, which in turn is driven by a pinion 23 which is arranged on the drive shaft 24 of a motor 25. The pinion 23 is illustrated in an elongated form so that it is constantly in engagement with the gear 22 which, as will be described in more detail below, moves axially together with the injection element 20. The motor 25 can be operated either electrically or hydraulically, as desired. Although the injection member 20 is illustrated as a rotatable and reciprocating screw, it may be non-helical on the outer periphery and may be slidingly fitted inside the injection cylinder 15 to act as an injection piston only. At the rear end of the injection element 20, a piston 26 is arranged, which is slidably arranged in a cylinder 27 to which a hydraulic pump 28 is connected by means of a line 29 in order to generate the force necessary for the injection stroke.

Im Verlaufe des Plastifiziervorganges des Materiales vor dem Einspritzen dreht sich das in F i g. 1 veranschaulichte Einspritzelement 20 und trägt dadurch das Kunststoffmaterial von einem stromaufwärts liegenden Ende des Schraubenabschnittes (nicht dargestellt) in Richtung des der kegelstumpfförmigen Fläche 16 des Einspritzzylinders 15. Dabei wird das Einspritzelcmenl bzw. die Schnecke 20 durch das sich ansammelndc plastifizierte Material nach hinten gezwungen, da an diesem Punkt des Aibeitsablaufes der Zwischenkanal 19 mittels eines Ventiles (nicht dargestellt) geschlossen gehalten ist. Dadurch wird das Kunstsioffinaterial im vorderen Raum 21 gehalten und bewirkt, daß die Schnecke nach hinten gedrückt wird. Nachdem die Schnecke sich weiter über die erforderliche Entfernung nach hinten bewegt hat, kann die Drehbewegung der Schnecke durch Anhalten desDuring the plasticizing process of the material prior to injection, that rotates in FIG. Injection element 20 illustrated in FIG. 1 and thereby supports the Plastic material from an upstream end of the screw section (not shown) in the direction of the frustoconical surface 16 of the injection cylinder 15 or the screw 20 is forced backwards by the accumulating plasticized material, because at this point of the work flow the intermediate canal 19 is kept closed by means of a valve (not shown). This will make the plastic material held in the front space 21 and causes the worm to be pushed backwards. After the auger has moved further back the required distance, the Rotation of the screw by stopping the

Motors 25 angehalten werden, wonach dann Hydraulikdruck auf die Hinterfläche des Kolbens 26 aufgebracht werden kann, während gleichzeitig das Schließventil (nicht dargestellt) geöffnet wird, wodurch die Schnecke als Kolben wirken kann und dadurch das plastifizierte Material aus dem vorderen Raum 21 durch die Kanäle 19 bzw. 13 in den Fonuhohlraum 12 eingespritzt wird.Motor 25 are stopped, after which hydraulic pressure is then applied to the rear surface of piston 26 can be, while at the same time the closing valve (not shown) is opened, whereby the screw can act as a piston and thereby the plasticized material from the front Space 21 through channels 19 and 13, respectively, into the fonu cavity 12 is injected.

Der Kolben 26 und somit gleichfalls das eingespritzte Material kann mit Hydraulikdruck derart lange beaufschlagt bleiben, bis letzteres ausreichend erstarrt ist, so daß das Zurückziehen der Schnecke und die sich daraus ergebende Druckverminderung nicht ein Zurückfließen des zuvor plastifizierten Materials durch die Kanäle 13 bzw. 19 in den vorderen Raum 21 bewirkt. Während der Zeit, in der die Erstarrung stattfindet, kann das in dem Einspritzzylinder 15 verbleibende Material in flüssigem Zustand mittels äußerer Heizvorrichtungen, wie beispielsweise Heizbändern 30, gehalten werden. Wenn das Schließventil (nicht dargestellt) geschlossen wird, wird der Motor 25 erregt und bewirkt somit eine Drehung der Schnecke und wiederholt dadurch die Plastifizierung und den zuvor beschriebenen Einspritzzyklus.The piston 26 and thus likewise the injected material can be operated with hydraulic pressure in this way remain acted upon until the latter has solidified sufficiently, so that the withdrawal of the screw and the resulting pressure reduction not a backflow of the previously plasticized material caused by the channels 13 and 19 in the front space 21. During the period of freezing takes place, the material remaining in the injection cylinder 15 can be in a liquid state by means of external heating devices such as heating bands 30 are held. When the closing valve (not shown) is closed, the motor 25 is energized and thus causes a rotation of the Screw and thereby repeats the plasticization and the injection cycle described above.

Das Einspritzelement 20 weist einen gerippten Abschnitt 31 auf, der aus einer Anzahl vor» in Abständen angeordneten ringförmigen Rippen 32 an seinem Außenumfang besteht. Die Zwischenräume zwischen nebeneinanderliegenden Rippen 32 sind zur Ausbildung von Nuten 33 nach innen abgesetzt, und dadurch weist der gerippte Abschnitt 31 eine Anzahl abwechselnd angeordneter Nuten 33 und Rippen 32 auf. Ein Getrieberad 34 ist auf der Welle 35 eines Meßwertwandlers 36 angeordnet und steht in Eingriff mit dem gerippten Abschnitt 31. Der Meßwertwandler 36 erzeugt ein Signal, das die momentane Axiallage des Einspritzelementes 20 anzeigt und er kann beispielsweise aus einem Winkelmelder, Achswinkelkodierer, Koordinatenwandler oder irgendeiner anderen Vorrichtung bestehen, die es ermöglicht, ein Signal zu erzeugen, das die Axiallage des Einspritzelementes 20 anzeigt. Der Meßwertwandler 36 kann ein Signal erzeugen, das aus einer Anzahl von elektrischen Impulsen besteht, deren Zahl proportional zur Axiallage des Einspritzelementes 20 ist.The injection element 20 has a ribbed portion 31, which consists of a number of spaced apart arranged annular ribs 32 on its outer circumference. The spaces between adjacent ribs 32 are offset inwardly to form grooves 33, and thereby the ribbed portion 31 has a number of alternately arranged grooves 33 and ribs 32. A Gear 34 is arranged on the shaft 35 of a transducer 36 and is in engagement with the Ribbed section 31. The transducer 36 generates a signal that the instantaneous axial position of the Injection element 20 and it can, for example, from an angle sensor, shaft angle encoder, Coordinate converters or any other device capable of generating a signal which indicates the axial position of the injection element 20. The transducer 36 can generate a signal which consists of a number of electrical pulses, the number of which is proportional to the axial position of the Injection element 20 is.

Das Ausgabesignal des Meßwertwandlers 36 wird in eine Vergleichs- und Steuervorrichtung 37 geleitet, welche die Lage des Einspritzelementes 20 zu jedem Zeitpunkt mit dem Eingabewert der Lage vergleicht. Die Vorrichtung 37 schließt vorzugsweise einen oder mehrere Zähler zum Empfang und Zählen der von dem Meßwertwandler 36 gelieferten Impulse ein. Zusätzlich zu der Zählfunktion kann die Vergleichs- und Steuervorrichtung 37 gleichfalls einfache arithmetische Rechnungen durchführen. Die gezählten Impulse werden durch die Vergleichs- und Steuervorrichtung 37 mit den Eingabedaten verglichen, die beispielsweise mittels Dekodierschaltern mit drehbaren Einstellknöpfen eingegeben werden. Die Positionseingabedaten stellen den in Fig. 1 mit Cx bezeichneten vordersten Endpunkt des Hubes (Soll-Endlage) des Einspritzelementes 20 und einen ersten Schätzwert des hintersten Endpunktes des Hubes des Einspritzelementes 20 (ä; in Fig. 1) dar, wobei im folgenden dieser erste Schätzwert mit X„ bezeichnetThe output signal of the transducer 36 is passed to a comparison and control device 37, which compares the position of the injection element 20 at any point in time with the input value of the position. The device 37 preferably includes one or more counters for receiving and counting the pulses supplied by the transducer 36. In addition to the counting function, the comparison and control device 37 can also carry out simple arithmetic calculations. The counted pulses are compared by the comparison and control device 37 with the input data which are input, for example, by means of decoding switches with rotatable setting knobs. The position input data represent the foremost end point of the stroke (setpoint end position) of the injection element 20, denoted by C x in FIG. 1, and a first estimated value of the rearmost end point of the stroke of the injection element 20 (ä; in FIG. 1) first estimated value denoted by X ″

In dem eingeschwungenen Beharrungszustand, nachdem das Material plastifiziert wurde und die Schnecke nach hinten in die Lage Xs durch das angesammelte plastifizierte Material im vorderen Raum 21 gezwungen wurde, wird der Motor 25, der die Schnecke dreht, angehalten und ein Signal von der Vergleichs- und Steuervorrichtung 37 zu einem Motor (nicht dargestellt) geleitet, der die Hydraulikpumpe 28 antreibt, um zu bewirken, daß die Hinlerfläche des Kolbens 26 mit hydraulischem Druck beaufschlagt wird und dadurch bewirkt, daß das Einspritzelement 20 in Richtung der Spritzgießformteile 10, 11 bewegt wird, um das plastifizierte Material im vorderen Raum 21 in den Formhohlraum 12 einzuspritzen.Wenn die Vorwärtsbewegung des Einspritzelementes 20 dadurch beendet ist, daß der Formhohlraum 12 gefüllt ist, vergleicht die Vergleichs- und Steuervorrichtung 37 die Ist-Endiage C des Einspritzeiementes 20 mit der erwünschten Endlage CR und erzeugt ein Fehlersignal E zur Korrektur der hintersten Endpunktlage X, des Einspritzelementes 20, bei den folgenden Ein-In the steady state of equilibrium after the material has been plasticized and the screw has been forced backwards into position X s by the collected plasticized material in the front space 21, the motor 25, which rotates the screw, is stopped and a signal from the comparison and control device 37 to a motor (not shown) which drives the hydraulic pump 28 to cause the return surface of the piston 26 to be pressurized and thereby causes the injection element 20 to be moved in the direction of the injection mold parts 10, 11 , in order to inject the plasticized material in the front space 21 into the mold cavity 12. When the forward movement of the injection element 20 is completed by the fact that the mold cavity 12 is filled, the comparison and control device 37 compares the actual end position C of the injection element 20 with the desired one End position C R and generates an error signal E to correct the rearmost end point position X, of the injection element 20, at the following injection

»0 spritzhüben, wie dieses im folgenden noch genauer beschrieben wird. Die Vergleichs- und Steuervorrichtung 37 ist vom Rechnertyp, der einen Eingabewert mit einem erzeugten Signal vergleicht und der auf Grundlage dieses Vergleiches ein Fehlersignal E be-»0 spray strokes, as described in more detail below. The comparison and control device 37 is of the computer type which compares an input value with a generated signal and which generates an error signal E on the basis of this comparison.

»5 rechnet, das Verwendung findet, um den nächstfolgenden Arbeitsablauf der Maschine zu steuern. Die durch die Vergleichs- und Steuervorrichtung 37 gesteuerten Funktionen sind die Betätigung des Motors 25, wodurch die Drehung der Schnecke gesteuert wird und die Betätigung der Hydraulikpumpe 28, die den zum Einspritzen des plastifizierten Materials in der Formhohlraum 12 notwendigen Druck erzeugt.»5 reckons that is used to make the next one Control the machine's workflow. The controlled by the comparison and control device 37 Functions are to operate the motor 25, thereby controlling the rotation of the screw and the actuation of the hydraulic pump 28, which is used to inject the plasticized material in the Mold cavity 12 generated necessary pressure.

Die Tatsache, daß es vorteilhaft ist, einen Raum entsprechend der Soll-Endlage CR am Ende dei Axialbewegung des Einspritzelementes 20 aufrechtzuerhalten, wird durch den Tatbestand beeinflußt, daß, falls zugelassen würde, daß das Einspritzelement in Berührung mit der kegelstumpfförmigen Fläche IC des Einspritzzylinders 15 kommt, es keine Möglichkeit gäbe, den Druck des plastifizierten Materials im Inneren der Spritzgießform nach dem Einspritzen zu steuern, was in vielen Fällen als »Stopfdruck« (Nachdruck) bezeichnet wird und dadurch wäre es schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, zu gewährleisten, daE die Spritzgießform nach jedem Einspritzhub völlig gefüllt ist. Folglich ist ein sogenanntes »Kissen«, das durch die CR -Entfernung gebildet ist, vorgesehen, um zu gewährleisten, daß die Spritzgießform gefüllt wird und daß der auf dem im Inneren der Spritzgießform befindlichen Material lastende Druck aufrechterhalten bleibt, bis die Erstarrung des KunststoffmateriaU bis zu dem Punkt fortgeschritten ist, an dem der Drucli weggenommen werden kann.The fact that it is advantageous to maintain a space corresponding to the desired end position C R at the end of the axial movement of the injection element 20 is influenced by the fact that if the injection element were allowed to contact the frustoconical surface IC of the injection cylinder 15, there would be no way of controlling the pressure of the plasticized material inside the injection mold after injection, which in many cases is referred to as "stuffing pressure" (holding pressure) and this would make it difficult, if not impossible, to ensure that the injection mold is completely filled after each injection stroke. Consequently, a so-called "cushion", which is formed by the C R -distance provided to ensure that the injection mold is filled and in that the bearing on the located in the interior of the injection mold material pressure remains maintained until the solidification of the KunststoffmateriaU has progressed to the point at which the pressure can be removed.

Im Betrieb stellen die gewünschte Soll-Endlage (Kissenentfernung) C.R und die geschätzte hintere Endlage Xn die Eingabegrößen für die Vergleichsund Steuervorrichtung 37 dar und werden durch die Bedienungsperson eingestellt. Falls der Schätzweri der hinteren Endlage Xx, um weniges kleiner ist als die tatsächliche Rückhubentfernung, d»c notwendig ist, um eine Spritzmenge [X1-Cn) zum Füllen dei Spritzgießform zu erreichen, würde tvim Vorwärtshub des Einspritzelementes 20 letzteres an einem Punkt C wie in Fig. 2 veranschaulicht, zwischen dei kegelstumpfförmigen Fläche 16 des Einspritzzylinden 15 und der gewünschten Soll-Endlage (Rissenentfernung) Cg enden. Die Vergleichs- und Steuervorrichtung 37 vergleicht in diesem Falle den Ist-Wert C milIn operation, the desired target end position (cushion distance) C. R and the estimated rear end position X n represent the input variables for the comparison and control device 37 and are set by the operator. If the estimate of the rear end position X x is slightly smaller than the actual return stroke distance, d »c is necessary to achieve an injection quantity [X 1 -C n ) for filling the injection mold, the latter would be on the forward stroke of the injection element 20 Point C, as illustrated in FIG. 2, ends between the frustoconical surface 16 of the injection cylinder 15 and the desired target end position (crack removal) Cg. The comparison and control device 37 compares the actual value C mil in this case

dem Soll-Wert CR, in dem C von CR abgezogen wird, um ein Fehlersignal E zu erzeugen, das zu dem Schätzwert Xso hinzu addiert wird, um so die Spritzmenge oder Hubgröße für den nächsten Zyklus zu erhalten. In diesem besonderen Fall würde das Fehlersignal E ausreichen, um zu bewirken, daß das Einspritzelement 20 weit genug während des nächsten Zyklus zurückgezogen wird, um die notwendige Einspritzmenge zum Füllen der Spritzgießform zu erreichen und um in der gewünschten Soll-Endlage (Kissenentfernung) Cg anzuhalten.the setpoint value C R , in which C is subtracted from C R in order to generate an error signal E , which is added to the estimated value X so as to obtain the injection quantity or stroke size for the next cycle. In this particular case, the error signal E would be sufficient to cause the injection element 20 to be withdrawn far enough during the next cycle to achieve the necessary injection quantity to fill the injection mold and to stop at the desired target end position (cushion removal) Cg .

Wenn die anfänglich gewählte hintere Endlage ^10 zu groß ist, würde sich die in Fig. 3 veranschaulichte Lage ergeben. In diesem Fall wäre der Endpunkt der Vorwärtsbewegung des Einspritzelementes 20 bei einer Lage C, die größer ist als CR. Dadurchist dann das Fehlersignal E, das die arithmetische Differenz zwischen C und Q darstellt, ein negativer Wert, da C größer als CR ist und folglich würde E dann zur Erstellung der nächsten hinteren Endlage von Xso abgezogen, welches dann wiederum die zum Füllen der Spritzgießform notwendige Spritzmenge darstellt und wodurch bewirkt wird, daß das Einspritzelement 20 bei der gewünschten Soll-Endlage (Kissenentfernung) Cg anhält.If the initially selected rear end position ^ 10 is too large, the position illustrated in FIG. 3 would result. In this case, the end point of the forward movement of the injection element 20 would be at a position C which is greater than C R. As a result, the error signal E, which represents the arithmetic difference between C and Q, is a negative value, since C is greater than C R and consequently E would then be subtracted from X to create the next rear end position, which in turn is used to fill the Injection mold represents the necessary injection quantity and thereby causes the injection element 20 to stop at the desired target end position (cushion distance) Cg .

Falls jedoch die anfänglich gewählte hintere Endlage X50 zu einer Einspritzmenge führt, die wesentlich kleiner°als die durch das Gießformvolumen gegebene tatsächliche Spritzmenge ist, ergibt sich dann die in Fig. 4 veranschaulichte Situation. In diesem Fall bewegt sich das Einspritzelement 20 vorwärts bis es mit der kegelstumpfförmigen Fläche 16 des Einspritzzylinders 15 in Berührung kommt. Da es physikalisch unmöglich ist, ihn weiter zu bewegen, kann er nicht in eine Lage bewegt werden, um die Spritzgießform zu füllen, was die mit C1 in Fig. 4 bezeichnete Lage darstellt, und somit ist das Fehlersignal E, welches die Vergleichs- und Steuervorrichtung 37 berechnet, gleich Cn, da der C-Wert, den der Meßwertwandler 36 anzeigt, gleich Null wäre. In diesem Punkt würde der Wert CR zu A^0 hinzu addiert und somit wird dann durch aufeinanderfolgende Iterationen unter Verwendung von CR als Fehlersignal E die richtige Einspritzmenge und Kissenentfernung erzielt. Um diesen Iterationsvorgang zu beschleunigen, insbesondere wenn CR wesentlich kleiner als X ist, ist es wünschenswert, einen Multiplikator für CR vorzusehen, welcher mit einem zweckdienlichen Wert multipliziert wird. Beispielsweise kann der Wert 3 gewählt werden, in welchem Falle dann das Fehlersignal gleich 3 CR wäre, wodurch die zur Erreichung der gewünschten Einspritzmenge und Soll-Endlage (Kissenentfernung) notwendige Zahl von Iterationen verkleinert wird. Es ist offensichtlich, daß durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur selbsttätigen undHowever, if the initially selected rear end position X 50 leads to an injection quantity which is significantly smaller than the actual injection quantity given by the mold volume, the situation illustrated in FIG. 4 then results. In this case, the injection element 20 moves forward until it comes into contact with the frustoconical surface 16 of the injection cylinder 15. Since it is physically impossible to move it further, it can not be moved to a position to fill the injection mold, which is the direction indicated by C 1 in Fig. 4 position, and thus the error signal E, which is the comparison and controller 37 calculates C n , since the C value displayed by transducer 36 would be zero. At this point the value C R would be added to A ^ 0 and thus the correct injection quantity and cushion removal are then achieved by successive iterations using C R as the error signal E. In order to speed up this iteration process, especially when C R is significantly smaller than X , it is desirable to provide a multiplier for C R which is multiplied by an appropriate value. For example, the value 3 can be selected, in which case the error signal would then be 3 C R , whereby the number of iterations required to achieve the desired injection quantity and target end position (cushion removal) is reduced. It is apparent that the present invention provides a device for automatic and

a5 schnellen Einregelung einer Spritzgießmaschine auf die gewünschte Spritzmenge und Soll-Endlage (Kissenentfernung) geschaffen wird, wobei gleichzeitig diese Werte während der nachfolgenden Spritzvorgänge ständig selbsttätig nachgeregelt werden, so daß a 5 rapid adjustment of an injection molding machine to the desired injection quantity and target end position (cushion distance) is created, at the same time these values are continuously and automatically readjusted during the subsequent injection processes, so that

3= jegliche kleine Abweichung von den Weiten schnell korrigiert wird.3 = any small deviation from the widths is quickly corrected.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

123128 Patentansprüche:123128 claims: 1. Vorrichtung zum Regeln der Bewegung eines Einspritzelementes bei einer Spritzgießmaschine mit einer Antriebsvorrichtung zum Bewegen des Einspritzelementes im Innern eines Einspritzzylinders, mit einem Meßwertwandler zum Erzeugen eines dem Weg des Einspritzelementes proportionalen, elektrischen Signals (Ist-Wert) und mit einer Vergleichs- und Steuervorrichtung zum Vergleichen des vom Einspritzelement zurückgelegten Weges (Ist-Wert) mit einem eingegebenen Soll-Weg (Soll-Wert) und ziuu Erzeugen eines Fehlersignals in Abhängigkeit von der Differenz des vom Einspritzelement zurückgelegten Weges (Ist-Wert) zum eingegebenen Soii-Weg (Soli-Wert) und zu einem dem Fehlersignal entsprechenden Steuern des Weges des Einspritzelementcs wahrend dessen nächstfolgender Bewegung, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vergleichs- und Steuervorrichtung (37) eine vordere Ist-Endlage (C) des Einspritzelementes (20) nach einem Einspritzhub mit einer einem eingegebenen Wert entsprechenden Soll-Endlage (CR) vergleichbar, ein der Differenz zwischen Ist- und Soll-Endlage (C, CR) entsprechendes Fehlersignal (E) erzeugbar ist und entsprechend dem Fehlersignal (E) eine hintere Endlage (Xs) des Einspritzelementes steuerbar veränderbar ist.1. Device for regulating the movement of an injection element in an injection molding machine with a drive device for moving the injection element inside an injection cylinder, with a transducer for generating an electrical signal proportional to the path of the injection element (actual value) and with a comparison and control device to compare the path covered by the injection element (actual value) with an entered target path (target value) and to generate an error signal depending on the difference between the path covered by the injection element (actual value) and the entered target path (soli Value) and to a corresponding to the error signal control of the path of the injection element during its next following movement, characterized in that a front actual end position (C) of the injection element (20) after an injection stroke with a target end position corresponding to an entered value (C R ) comparable, an error signal (E) corresponding to the difference between the actual and target end position (C, C R ) can be generated and a rear end position (X s ) of the injection element can be controllably changed according to the error signal (E). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichs- und Steuervorrichtung (37) au* einem digitalen Regelrechner besteht.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the comparison and control device (37) consists of a digital control computer. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das für die steuerbare Veränderung der hinteren Endlage (Xs) des Einspritzelementes (20) wirksame Fehlersignal (E) einem Vielfachen der Soll-Endlage (CR) entspricht.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the error signal (E) effective for the controllable change in the rear end position (X s ) of the injection element (20 ) corresponds to a multiple of the desired end position (C R).
DE19712123128 1970-05-25 1971-05-11 Device for regulating the movement of an injection element in an injection molding machine Expired DE2123128C3 (en)

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DE2123128A1 (en) 1971-12-09
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FR2093634A5 (en) 1972-01-28
SE375047B (en) 1975-04-07
CA937656A (en) 1973-11-27
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